如何進(jìn)行水處理？

衡美水處理為您介紹一種性能優(yōu)良的水處理設(shè)備——多介質(zhì)過濾器。

多介質(zhì)過濾器是指過濾器中含有多種過濾介質(zhì)，在固定的壓力下使?jié)岫容^高的水通過，從而有效除去懸浮雜質(zhì)，使水澄清的水處理設(shè)備。不同的介質(zhì)濾料按不同要求及比重依次裝填于過濾器中，所以叫多介質(zhì)過濾器。常用的濾料有石英砂、無煙煤、錳砂、石榴石、活性炭等。主要使用于水處理除濁，軟化水，純水的前級(jí)預(yù)處理等，出水濁度可達(dá)3度以下。

一、簡(jiǎn)介

過濾的含義：在水處理過程中，過濾一般是指以石英砂、無煙煤等濾料層截留水中懸浮雜質(zhì)，從而使水澄清的工藝過程。用于過濾的多孔材料稱為濾料，濾料有粒狀、粉狀和纖維狀多種，常用濾料有石英砂、無煙煤、活性炭、磁鐵礦、拓榴石、多孔陶瓷、塑料球等，石英砂是常見、常用的濾料。

多介質(zhì)過濾器，即采用兩種以上的介質(zhì)作為濾層的介質(zhì)過濾器，在工業(yè)循環(huán)水處理系統(tǒng)中，用以去除污水中雜質(zhì)、吸附油等，使水質(zhì)符合循環(huán)使用的要求。過濾的作用，主要是去除水中的懸浮或膠態(tài)雜質(zhì)，特別是能有效地去除沉淀技術(shù)不能去除的微小粒子和細(xì)菌等，BOD5和COD等也有某種程度的去除效果。

二、結(jié)構(gòu)介紹

多介質(zhì)過濾器廣泛用于水處理的工藝中，多介質(zhì)過濾器主要由過濾器體、配套管線和閥門構(gòu)成。其中過濾器體又包括：

1、 筒體；

2、反洗氣管；

3、布水組件；

4、支撐組件；

5、濾料；

6、排氣閥（外置）。

三、作用

多介質(zhì)過濾器可去除水中的泥砂、懸浮物、膠體等雜質(zhì)和藻類等生物，降低對(duì)反滲透膜元件的機(jī)械損傷及污染。

四、內(nèi)濾層組成

過濾器內(nèi)多介質(zhì)濾料為均粒礫石、石英砂、磁鐵礦、無煙煤等濾料，這些濾料根據(jù)其比重和粒徑的大小在過濾器罐體內(nèi)科學(xué)有序的分布，如比重小而粒徑稍大的無煙煤放在濾床的上層，比重適中和粒徑小的石英砂放在濾床的中層，比重大和粒徑大的礫石放在濾床的下層。這樣的配比保證了過濾器在進(jìn)行反洗的時(shí)候不會(huì)產(chǎn)生亂層現(xiàn)象，從而保證了濾料的截留能力。

五、原理

多介質(zhì)過濾器是以成層狀的無煙煤、砂、細(xì)碎的石榴石或其他材料為床層，一個(gè)典型的多介質(zhì)過濾器頂層由輕和粗品級(jí)的材料組成，而重和細(xì)品級(jí)的材料放在床的低部。其原理為按深度過濾——水中較大的顆粒在頂層被去除，較小的顆粒在過濾器介質(zhì)的較深處被去除。從而使水質(zhì)達(dá)到粗過濾后的標(biāo)準(zhǔn)。

設(shè)備為壓力式，其原理是當(dāng)原水自上而下通過濾料時(shí)，水中懸浮物由于吸附和機(jī)械阻流作用被濾層表面截留下來；當(dāng)水流進(jìn)濾層中間時(shí)，由于濾料層中的砂粒排列的更緊密，使水中微粒有更多的機(jī)會(huì)與砂粒碰撞，于是水中凝絮物、懸浮物和砂粒表面相互粘附，水中雜質(zhì)截留在濾料層中，從而得到澄清的水質(zhì)。經(jīng)過濾后的出水懸浮物可在5毫克/升以下。

六、特點(diǎn)

1、多介質(zhì)過濾器廣泛用于水處理的工藝中，可以單獨(dú)使用，但多數(shù)是做為水質(zhì)深度處理（交換樹脂、電滲析、反滲透）的預(yù)過濾。

2、多介質(zhì)過濾器是常用的水質(zhì)深度凈化的預(yù)處理裝置，可根據(jù)工藝要求填加不同的濾料。

3、多介質(zhì)過濾器材質(zhì)可采用玻璃鋼、A3鋼防腐或襯膠、全不銹鋼。操作方式有全自動(dòng)和手動(dòng)兩種形式，自動(dòng)控制是采用美國(guó)進(jìn)口的自動(dòng)控制器及氣、液動(dòng)閥控制，操作簡(jiǎn)便易于維護(hù)保養(yǎng)，在各行各業(yè)水處理工藝的前處理裝置得到廣泛的應(yīng)用。

4、多介質(zhì)過濾器的過濾材料應(yīng)有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性，各介質(zhì)的相對(duì)密度和粒徑應(yīng)有所差別，由無煙煤與石英砂組成的雙層濾料過濾器所用的無煙煤相對(duì)密度為1.4—1.6，粒徑為0.8—1.8mm，石英砂相對(duì)密度為2.6—2.65，粒徑為0.5—1.2mm;3層濾料過濾器除了以上兩種濾料外還可以用錳砂、磁鐵礦之類的重質(zhì)礦石，其相對(duì)密度為4.7—5.0，粒徑為0.5—4mm。

七、構(gòu)造

多介質(zhì)過濾器主要由過濾器體、配套管線和閥門構(gòu)成。

其中過濾器體主要包括以下組件：筒體；布水組件；支撐組件；反洗氣管；濾料；排氣閥（外置）等。

八、濾料選擇

1、有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，以免在反沖洗過程中很快磨損和破碎；

2、化學(xué)穩(wěn)定性要好；

3、不含有對(duì)人體健康有害及有毒物質(zhì)，不含有對(duì)生產(chǎn)有害、影響生產(chǎn)的物質(zhì)；

4、濾料的選擇，應(yīng)盡量采用吸附能力、截污能力大、產(chǎn)水量高、出水水質(zhì)好的濾料。

在濾料中，卵石主要起支撐作用，在過濾工藝過程中，因其強(qiáng)度高，相互之間的間距縫隙穩(wěn)定，孔隙大，便于正洗工序中，濾后水順利通過；同樣，反洗工序中，反洗水和反洗空氣等能順利通過。

5、常規(guī)配置中，卵石分為四種規(guī)格，鋪墊方式為自下而上先大后小。

6、濾料的粒徑和裝填高度之間的關(guān)系：

濾床的高度和濾料的平均粒徑的比值為800～1 000（設(shè)計(jì)規(guī)范）。

濾料的粒徑的大小和過濾精度相關(guān)。

九、濾料類型

多介質(zhì)過濾器常見的濾料有：無煙煤，陶粒、石英砂、活性炭等。

1、多介質(zhì)類

在水處理上經(jīng)常使用的多介質(zhì)過濾器有：無煙煤-石英砂-磁鐵礦過濾器，活性炭-石英砂-磁鐵礦過濾器，活性炭-石英砂過濾器，石英砂-陶瓷過濾器等。

多介質(zhì)過濾器的濾層設(shè)計(jì)，主要考慮的因素為：

（1）不同濾料具有較大的密度差，保證反洗擾動(dòng)后不會(huì)發(fā)生混層現(xiàn)象；

（2）根據(jù)產(chǎn)水用途選擇濾料；

（3）粒徑要求下層濾料粒徑小于上層濾料粒徑，以保證下層濾料的有效性和充分利用。

事實(shí)上，以三層濾床為例，上層濾料粒徑大，由密度小的輕質(zhì)濾料組成，如無煙煤、活性炭；中層濾料粒徑居中，密度居中，一般為石英砂組成；下層濾料由粒徑小，密度大的重質(zhì)濾料組成，如磁鐵礦。由于密度差的限制，三層介質(zhì)過濾器的濾料選擇基本上是固定的。上層濾料起粗濾作用，下層濾料起精濾作用，這樣就充分發(fā)揮了多介質(zhì)濾床的作用，出水水質(zhì)明顯好于單層濾料的濾床。

而對(duì)于飲用水，一般禁止使用無煙煤，樹脂等濾料。

2、石英砂類

石英砂過濾器是一種采用石英砂作為濾料的過濾器。優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）可有效去除水中的懸浮物，對(duì)水中的膠體、鐵、有機(jī)物、農(nóng)藥、錳、細(xì)菌、病毒等污染物有明顯的去除作用；

（2）石英砂過濾器設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、處理流量大、反沖次數(shù)少、過濾效率高、阻力小、操作維修方便；

（3）石英砂過濾器有過濾阻力小，表面積大，耐酸堿性強(qiáng)，耐氧化，PH適用范圍為2-13，抗污染性好等優(yōu)點(diǎn)；

（4）石英砂過濾器通過優(yōu)化濾料和過濾器的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了過濾器的自適應(yīng)運(yùn)行，濾料對(duì)原水濃度、操作條件、預(yù)處置工藝等具有很強(qiáng)的自適應(yīng)性，即在過濾時(shí)濾床自動(dòng)形成上疏下密狀態(tài)，有利于在各種運(yùn)行條件下保證出水水質(zhì)，反洗時(shí)濾料充分散開，清洗效果好。

（5）石英砂過濾器具有過濾速度快、過濾精度高、截污容量大等優(yōu)點(diǎn)。

石英砂過濾器廣泛用于電力、電子、飲料、自來水、石油、化工、冶金、紡織、造紙、食品、游泳池、市政工程等各種工藝用水、生活用水、循環(huán)用水和廢水的預(yù)處理領(lǐng)域。

3、鐵錳類

裝填精制錳砂和石英砂二元濾料，用于去除水中鐵、錳。一般只在含鐵錳原水的預(yù)處理中使用。

4、活性炭類

濾料為活性炭，用于去除色、味、余氯和有機(jī)物，其主要作用方式是吸附，活性炭是一種人工制成的吸附劑。

活性碳過濾器廣泛用于生活用水及食品工業(yè)、化工、電力等行業(yè)的水的預(yù)處理。由于活性炭具有發(fā)達(dá)的細(xì)孔結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，因此對(duì)水中的溶解性有機(jī)物，如苯類，酚類化合物等具有很強(qiáng)的吸附能力，而且對(duì)于用生物法和化學(xué)法很難去除的有機(jī)污染物，如色度、異臭、表面活性劑、合成洗滌劑和染料等都有較好的去除效果。粒狀活性炭對(duì)水中的Ag^+，Cd^2+，CrO4^2-等離子去除率達(dá)85%以上。通過活性炭濾床后，水中懸固小于0.1mg/L，COD去除率一般為40%~50%，游離氯小于0.1mg/L。

十、過濾器反沖洗

過濾器反沖洗：過濾器在使用一個(gè)周期后，其濾料層截留和吸附雜物和污漬，這使得過濾器的出水水質(zhì)下降。過濾器的反沖洗指過濾器凈化后水反向沖洗，以恢復(fù)過濾器凈化功能，去除過濾器堵塞，減小過濾器兩端壓差。

1、主要表征

過濾器正常過濾后水質(zhì)變差，進(jìn)水和出水管道的壓力差增大，同時(shí)，單臺(tái)過濾器的流量降低。

2、原理

水流逆向通過濾料層，使濾層膨脹、懸浮，借助水流的剪切力和顆粒的碰撞摩擦力清洗濾料層使濾層內(nèi)的污物脫離并隨反洗水排出。

3、過濾器反沖洗的必要性

（1）在過濾過程中，原水中的懸浮物等被濾料層截留吸附并不斷地在濾料層中積累，于是濾層孔隙逐漸被污物堵塞，在濾層表面形成濾餅，過濾水頭損失不斷增加。當(dāng)達(dá)到某一限度時(shí)，濾料需進(jìn)行清洗，使濾層恢復(fù)工作性能，繼續(xù)工作。

（2）過濾時(shí)由于水頭損失增加，水流對(duì)吸附在濾料表面的污物的剪切力變大，其中有些顆粒在水流的沖擊下移到下層濾料中去，會(huì)使水中的懸浮物含量不斷上升，水質(zhì)變差，當(dāng)雜質(zhì)透過濾層時(shí)，過濾器失去過濾效果。因此，需要清洗濾料，以便恢復(fù)濾料層的納污能力。

（3）污水中的懸浮物中含有大量有機(jī)物，長(zhǎng)期滯留在濾層中會(huì)導(dǎo)致濾層中細(xì)菌微生物富集繁殖，發(fā)生厭氧腐敗現(xiàn)象，需定期清洗濾料。

十一、參數(shù)分析

1、參數(shù)控制

（1）膨脹高度：反沖洗時(shí)，為了保證濾料顆粒有足夠的間隙使污物迅速隨水排出濾層，濾層膨脹率應(yīng)大一些。但膨脹率過大時(shí)，單位體積中濾料的顆粒數(shù)變少，顆粒碰撞的機(jī)會(huì)也減少，所以對(duì)清洗不利。雙層濾料，膨脹率為40%----50% 。

注意事項(xiàng)：在生產(chǎn)運(yùn)行中，對(duì)濾料的填充高度、膨脹高度等隨機(jī)進(jìn)行檢查，因?yàn)檎７聪催^程中，會(huì)有部分濾料的跑失或磨損，需要進(jìn)行補(bǔ)充。相對(duì)穩(wěn)定的濾層有以下優(yōu)點(diǎn)：確保過濾水質(zhì)的穩(wěn)定，保證反沖洗的效果。

（2）反洗水量和壓力：一般設(shè)計(jì)要求，反洗水的強(qiáng)度為40 m3/(m2—h)，反洗水的壓力≤0.15 MPa。

（3）反洗空氣量和壓力：反洗空氣的強(qiáng)度為15 m /(m ·h)，反洗空氣的壓力≤0．15 MPa。

注意：在反洗過程中，通入的反洗空氣匯集于過濾器的頂部，大部分應(yīng)通過雙孔排氣閥排出。日常生產(chǎn)中。需經(jīng)常檢查排氣閥的通暢性，主要表征在閥球升降的自由度上。

2、氣水聯(lián)合

（1）先用空氣沖洗，再用水反沖洗：首先將濾池水位降至濾層表面上100 mm處，通入空氣數(shù)分鐘，然后用水反沖洗。適用于表面污染重而內(nèi)部污染輕的濾池。

注意事項(xiàng)：相應(yīng)的閥門關(guān)閉***到位；否則，水位降到濾層表面以下時(shí)，濾層的上部沒有水的浸潤(rùn)，顆粒的上下擾動(dòng)過程中，污物不能有效排出，反而會(huì)往濾層深處移動(dòng)。

（2）空氣和水聯(lián)合反洗：從靜止濾層下部同時(shí)送入空氣和反洗水，空氣在上升過程中在砂層內(nèi)合形成大氣泡，遇到濾料時(shí)又變成小氣泡，同時(shí)對(duì)濾料表面產(chǎn)生擦洗作用；反洗水頂松濾層，使濾料呈懸浮狀態(tài)，利于空氣對(duì)濾料的擦洗。反洗水和反洗空氣的膨脹作用相互疊加，比單一進(jìn)行時(shí)，作用更強(qiáng)。

注意事項(xiàng)：水的反洗壓力和空氣的反洗壓力和強(qiáng)度不同，應(yīng)注意先后順序，避免反洗水進(jìn)入空氣管道。

（3）在氣水聯(lián)合反洗結(jié)束后，停止進(jìn)入空氣，反洗水保持相同的流量，繼續(xù)沖洗3 min ~5 min，即可去除留在濾床中的氣泡。

備注：留意頂部雙孔排氣閥的狀態(tài)。

十二、注意事項(xiàng)

1、出水槽與濾板的平行允差不大于2 mm。

2、濾板的水平度及不平度均小于±1．5 mm。濾板的結(jié)構(gòu)采用整體加工為佳。當(dāng)筒體直徑較大時(shí)，或受原材料、運(yùn)輸?shù)确矫嬷萍s時(shí)，也可采用兩瓣拼接成形。

3、對(duì)濾板和筒體各接合部位的合理處理，對(duì)空氣反洗環(huán)節(jié)尤為重要。

（1）為消除因?yàn)V板加工和筒體卷制等方面誤差造成的濾板和筒體的徑向間隙，一般采用圓弧環(huán)板逐段焊接。接觸部位必需采用滿焊。

（2）中心管道和濾板的徑向間隙處理方法同上。

備注：上述措施，確保了過濾和反洗只能通過濾帽或排管間隙連通。同時(shí)，也保證了反洗和過濾通道的分布均勻性。

4、濾板上加工的通孔，徑向誤差為±1．5 mm。濾帽導(dǎo)桿和濾板通孔之間配合尺寸的增大，不利于濾帽的安裝或固定。通孔的加工***采用機(jī)械設(shè)備。

5、濾帽的材質(zhì)，尼龍為佳，ABS次之。因上部添加的濾料，對(duì)濾帽的擠壓負(fù)荷大，要求強(qiáng)度要高，以避免變形。濾帽與濾板的接觸面（上、下表面）需加彈性橡膠墊。

十三、應(yīng)用領(lǐng)域

1、反滲透、電滲析、離子交換器、超濾等系統(tǒng)的預(yù)處理；

2、發(fā)電、化工、造紙、飲料等的原水前期過濾處理；

3、化工廠給水的脫色、去有機(jī)物；

4、生活用水預(yù)處理；

5、工業(yè)用水處理；

6、游泳池用水處理；

7、循環(huán)水旁濾系統(tǒng)；

8、地表水、地下水降濁除色；

9、廢水處理。

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